基于低代碼平臺的先進(jìn)計量架構(gòu)（AMI）現(xiàn)場部署工具設(shè)計

孫文康

（威勝集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410013）

低代碼平臺是一個介于無代碼和成熟人工編碼之間的中間地帶，因此更具延展性。低代碼平臺是一個可視化的拖拽式平臺，同時，更是一種開源的、可擴(kuò)展的并允許人工編碼或編寫腳本的平臺。其通過可視化開發(fā)工具和可重用組件，縮短了定制化網(wǎng)絡(luò)和移動應(yīng)用的交付時間，為快速迭代開發(fā)周期提供了支持，并簡化了整個應(yīng)用的生命周期[1]。從事具體業(yè)務(wù)的專業(yè)人士也可以通過這些低代碼開發(fā)平臺，就自身需要應(yīng)對具體業(yè)務(wù)中的具體問題以編制程序來給出解決方案，從而提高生產(chǎn)效率。

低代碼開發(fā)平臺的優(yōu)勢在于，它并不要求利用它進(jìn)行開發(fā)的人員掌握專業(yè)的編程知識，而是將更多的注意力集中在業(yè)務(wù)流程和具體問題的解決邏輯上。這有效地避免了傳統(tǒng)上由專業(yè)程序人員進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)中容易出現(xiàn)的業(yè)務(wù)人員需求轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品需求時出現(xiàn)偏差，程序功能修改周期長，投入實際生產(chǎn)環(huán)境后的迭代困難等一系列問題。反觀傳統(tǒng)軟件開發(fā)，則仍存在開發(fā)成本高、定制化能力差、效率低、迭代周期長的不利情況[2]。

本文以微軟推出的低代碼平臺PowerApps為例，說明了如何利用該平臺解決在電力先進(jìn)計量架構(gòu)（AMI——Advanced metering infrastructure）現(xiàn)場部署中所面臨的一項具體挑戰(zhàn)，已實際投入使用于工程現(xiàn)場部署，取得良好效果，有效提升效率、降低差錯。本方法對類似通信架構(gòu)系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)部署也有一定參考作用。

1 微軟低代碼平臺簡述

PowerApps于2015年由微軟（Microsoft）推出后，經(jīng)歷了數(shù)年的功能完善，如今已經(jīng)與Power BI，Power Automate一起構(gòu)成了微軟Power Platform的一部分。微軟對該產(chǎn)品的定位是：“向每個人提供工具，讓人人都成為應(yīng)用構(gòu)建者”。根據(jù)知名咨詢機(jī)構(gòu)弗雷斯特Forrester研究公司2020年的調(diào)研報告表明[3]通過在企業(yè)中應(yīng)用該低代碼平臺，可以降低應(yīng)用開發(fā)成本74%。

PowerApps提供了一個低代碼的開發(fā)環(huán)境，僅需要較低的學(xué)習(xí)成本，在不具備專業(yè)計算機(jī)科學(xué)專業(yè)背景的情況下，就可以開發(fā)出在瀏覽器和移動設(shè)備（手機(jī)或平板電腦）上無縫運行的應(yīng)用程序，包括運行在安卓和IOS系統(tǒng)的手機(jī)平臺上。

依靠微軟相關(guān)軟件（Office 365、Dynamics 365），云服務(wù)（Azure），云數(shù)據(jù)庫（DataVerse）和數(shù)據(jù)安全體系建立的生態(tài)圈，PowerApps可以將已有的數(shù)據(jù)和工作成果快速整合到一起，形成新的生產(chǎn)力工具，而且這種生產(chǎn)力工具是由最直接面對問題的業(yè)務(wù)人員從自身需求出發(fā)創(chuàng)建的。這令PowerApps可以生成提供豐富的業(yè)務(wù)邏輯和工作流功能，這些功能可將手動業(yè)務(wù)流程轉(zhuǎn)換為數(shù)字化、自動化流程。除此以外，其還允許專業(yè)開發(fā)人員以編程方式與數(shù)據(jù)進(jìn)行交互、應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯、創(chuàng)建自定義連接器以及與外部數(shù)據(jù)集成。這為應(yīng)用程序的擴(kuò)展提供了進(jìn)一步可能[4]，也就是說其提供了良好的擴(kuò)展性和復(fù)用性。

微軟為PowerApps提供了3種創(chuàng)建應(yīng)用的模式，分別是畫布、模型驅(qū)動和門戶。本文將以“畫布（Canvas）”模式為例說明其設(shè)計應(yīng)用。

2 先進(jìn)計量架構(gòu)現(xiàn)場部署的要求和難點

先進(jìn)計量架構(gòu)（AMI），通常借助于某一種或某幾種通信技術(shù)，將計量節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⑻幚砗湍茉垂芾硐到y(tǒng)軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和管理。其整個通信架構(gòu)為一個倒置的“樹”狀網(wǎng)絡(luò)，其中計量節(jié)點為其“葉節(jié)點”，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為其“根節(jié)點”，通常還有通訊設(shè)備作為“枝干節(jié)點”位于兩者之間。

這類產(chǎn)品在工程實施現(xiàn)場部署時主要的工作要求是：能夠確保“葉節(jié)點”的數(shù)據(jù)按照設(shè)計要求傳輸?shù)健案?jié)點”。為達(dá)到這個目的，需要在計量節(jié)點安裝完畢后，對于不能夠建立通訊通路的“葉節(jié)點”逐一進(jìn)行具體處理。

在處理過程中，最常遇到的挑戰(zhàn)是如何在部署規(guī)模達(dá)到萬級或數(shù)十萬級的情況下，有效依靠安裝前期收集的地理信息規(guī)劃路徑并找到問題節(jié)點，依照不同情況給予處理，并在過程中保持和任務(wù)調(diào)度人員的協(xié)同，讓調(diào)度人員知曉當(dāng)前工作狀態(tài)。且應(yīng)用程序應(yīng)可以跨平臺運行在手持設(shè)備和傳統(tǒng)電腦上，以便不同角色在調(diào)度辦公室和現(xiàn)場可以高效協(xié)同工作。

3 利用低代碼平臺進(jìn)行現(xiàn)場部署工具設(shè)計案例分析

3.1 應(yīng)用程序需要解決的問題

在本案例中，應(yīng)用程序需要解決的問題可以描述如下：

將含有地理信息的安裝檔案數(shù)據(jù)導(dǎo)入并存儲于數(shù)據(jù)庫中。

用計量節(jié)點的編號作為查詢索引，可以在合理的時間內(nèi)從數(shù)據(jù)庫中查找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)查詢條數(shù)可以為多條，可以形成獨立的記錄集，作為“本輪工作數(shù)據(jù)”存儲于數(shù)據(jù)庫中。

從“本輪工作數(shù)據(jù)”記錄中獲取該“計量節(jié)點”的地理位置信息，并將信息顯示在地圖界面上。當(dāng)前設(shè)備位置也需要能夠顯示在地圖上，并實時刷新，從而確定如何抵達(dá)計量節(jié)點。

程序可以運行在多種平臺下，針對調(diào)度員，應(yīng)該能夠在PC端運行，針對現(xiàn)場實施人員，應(yīng)該能夠在手機(jī)端或平板運行，且支持安卓和IOS操作系統(tǒng)。

3.2 應(yīng)用程序的總體框架

為完成需要解決的問題，應(yīng)用程序可以分為幾個功能框架分別實行，具體如圖1所示。

圖1 應(yīng)用程序功能框架

將由第三方軟件生成的安裝數(shù)據(jù)“導(dǎo)入”數(shù)據(jù)庫，為了實現(xiàn)多地、多設(shè)備的操作，應(yīng)該將該數(shù)據(jù)放置于云端，圖1中給出了一個簡化的例子說明工作數(shù)據(jù)的組成。

針對本輪關(guān)心的計量點，以計量點編號為檢索條件進(jìn)行檢索，其獲取的數(shù)據(jù)信息在經(jīng)過核對確認(rèn)后，生成一個“本輪工作數(shù)據(jù)”表格。同理，這個數(shù)據(jù)也應(yīng)該存儲在云端數(shù)據(jù)庫，供不同應(yīng)用角色調(diào)用。

作為手持設(shè)備的手機(jī)通過獲取云端存儲的“本輪工作數(shù)據(jù)”，并調(diào)用地圖控件，從而生成實時地圖。

處理完單個“計量節(jié)點”工作后，工作人員可以對“本輪工作數(shù)據(jù)”表格進(jìn)行修改，以便讓相應(yīng)的團(tuán)隊成員能夠知曉已經(jīng)完成的情況，并輕易同步當(dāng)前工作進(jìn)程。

3.3 如何利用PowerApps來實現(xiàn)

數(shù)據(jù)的導(dǎo)入：本用例中我們使用微軟的Microsoft DataVerse（在2020年11月前被稱為Common Data Service）作為云端數(shù)據(jù)庫來放置我們需要的數(shù)據(jù)。DataVerse允許數(shù)據(jù)從多個源集成到其中，并被PowerApps等Power plant平臺使用。其提供了簡單的一次性導(dǎo)入數(shù)據(jù)功能，可以簡單的將Excel或CVS文件導(dǎo)入到位于云端的DataVerse數(shù)據(jù)庫中，其過程如同文件上傳，不牽扯到對數(shù)據(jù)庫知識的了解，并且可以以Excel為客戶界面對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和操作，從而極大地降低了學(xué)習(xí)成本。

數(shù)據(jù)檢索和形成“本輪工作數(shù)據(jù)”：在形成了可用的DataVerse數(shù)據(jù)記錄后，接下來就需要考慮我們關(guān)心的數(shù)據(jù)的情況了，首先，建立一個PowerApps的畫布應(yīng)用，在該過程中，PowerApps將詢問需要鏈接到該應(yīng)用程序的DataVerse數(shù)據(jù)記錄。在鏈接建立后，可以直接通過控件對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。而檢索的過程只需要在其可拖曳的“表格控件”中設(shè)置“計量點編號”為檢索關(guān)鍵字即可完成查找。在查找完成后，可通過顯示界面核對數(shù)據(jù)，并在DataVerse中再建立一個數(shù)據(jù)表單以存儲“本輪工作數(shù)據(jù)”，這樣做可以確保原始數(shù)據(jù)不受后續(xù)操作影響，也可以保證多客戶端的信息同步。

手持設(shè)備獲得數(shù)據(jù)并生成實時地圖：手持設(shè)備在下載了PowerApps應(yīng)用后，只要該設(shè)備登錄的賬號是與發(fā)布應(yīng)用程序的賬號于Azure Active Directory（Azure AD）同處在一個組內(nèi)，就可以自動獲得該應(yīng)用程序的分發(fā)。在獲得“本輪工作數(shù)據(jù)”后，使用微軟的動態(tài)地圖控件Azure Map，并指明經(jīng)緯度在數(shù)據(jù)表格中所處字段就可以完成實時地圖的位置標(biāo)定，同時打開自我位置開關(guān)，地圖控件就可以通過手持設(shè)備的GPS部件獲得自身位置，并顯示在地圖上。

數(shù)據(jù)安全性：考慮到數(shù)據(jù)被存放在云端，數(shù)據(jù)的安全性和隱私性也是系統(tǒng)的一個重要關(guān)切點，DataVerse通過Azure Active Directory（Azure AD）對用戶進(jìn)行身份驗證，可以分級控制客戶可以訪問的數(shù)據(jù)范圍，這種分層數(shù)據(jù)訪問結(jié)構(gòu)，可以簡便而有效地處理用戶的安全角色[5]。同時考慮到其可對數(shù)據(jù)訪問和操作的過程進(jìn)行記錄，則可以更好地對于非法操作進(jìn)行追蹤和防范。應(yīng)用程序運行在IPhone設(shè)備上的屏幕截圖如圖2所示。

圖2 應(yīng)用程序界面舉例

4 應(yīng)用效果

該軟件在投入現(xiàn)場運行后，有效地減少了在尋找現(xiàn)場路徑時消耗的時間，同時由于數(shù)據(jù)存儲在云端數(shù)據(jù)庫，令多小組同步協(xié)同工作成為可能。由于可以運行在實施人員的智能手機(jī)上，本方案并沒有增加任何硬件設(shè)備投入。

應(yīng)用軟件的開發(fā)除去部分的邏輯判斷語句，并沒有任何代碼被納入到設(shè)計中，主要的界面設(shè)計也是通過拖曳和數(shù)據(jù)配置的方式完成，PowerApps可以自行根據(jù)運行設(shè)備的不同來調(diào)節(jié)顯示界面以適應(yīng)不同的運行環(huán)境，設(shè)計便捷。

5 結(jié)束語

以通訊技術(shù)為骨架的AMI系統(tǒng)建設(shè)，在實施過程中需要投入大量工時解決的是分散的單個計量點所產(chǎn)生的問題，如何幫助實施人員以最短路徑到達(dá)現(xiàn)場時有效縮短項目實施周期的一個重要課題。

本文利用低代碼平臺Microsoft PowerApps構(gòu)建了一個應(yīng)用實例，其應(yīng)用有效的提升了工作效率。通過使用該低代碼工具和與之匹配的微軟軟件生態(tài)體系，可以讓開發(fā)者將主要的注意力集中于對于業(yè)務(wù)邏輯的理解而非編程實現(xiàn)上。從而在短時間內(nèi)開發(fā)出基于云端數(shù)據(jù)庫，跨平臺，支持移動設(shè)備的應(yīng)用軟件。

伴隨應(yīng)用程序在各個領(lǐng)域的需求增多，特別是在移動設(shè)備端和基于云技術(shù)應(yīng)用場景的增加，專業(yè)軟件開發(fā)人員的相對缺乏和對于業(yè)務(wù)邏輯理解深度的不足，加大了軟件開發(fā)的成本和周期，低代碼平臺的出現(xiàn)正是為了應(yīng)對這種情況。借助它，對業(yè)務(wù)邏輯有深入理解的人員可以依照自身需求去開發(fā)適合的應(yīng)用軟件，進(jìn)而解決問題，提高效率。